symbool Zn, atoomnr 30, atoomgew. 65,38. Reeds in de Oudheid kende men messing (z koper); het mineraal dat bij samensmelten het koper geel kleurde, werd toen cadmia (verg. cadmium) of tutia genoemd.
Het Duitse woord zink werd pas in de 17de eeuw gebruikt voor galmei (zie beneden). Reeds Paracelsus evenwel heeft metallisch zink gekend. Het metaal werd nl. reeds sedert de 16de eeuw uit China geïmporteerd onder de naam tutenag; pas in 1730 begint in Engeland de productie. Zink komt vrij verbreid op aarde voor (0,021 pct, op de 21ste plaats tussen Zirkonium en nikkel).De voornaamste ertsen zijn Zinkblende of sphaleriet ZnS, rood zinkerts of zinkiet ZnO en willemiet Zn2Si04, terwijl galmei, zinkspaat of smithsoniet ZnC03, dat vroeger veel werd gebruikt, zeldzaam is geworden (z ertsen). De voornaamste vindplaatsen van zinkertsen bevinden zich in de V.S. en in Australië, voorts in Canada en in Europa in Italië, België, Duitsland, U.S.S.R., Polen. De vindplaatsen in Engeland zijn vrijwel uitgeput, maar er wordt daar thans buitenlands erts verwerkt. Voor de winning van zink moet het gedolven erts bijna steeds eerst worden geconcentreerd, vooral door dotatie, daar een gehalte van 50-60 pct noodzakelijk is voor verdere verwerking. De eerste stap is de omzetting in zinkoxyde. Bij de belangrijke sulfidische ertsen geschiedt dit door roosten, waarbij het vrijkomende SO? voor de bereiding van zwavelzuur wordt gebruikt (2 ton zuur per ton zink).
Ook galmei wordt door verhitting omgezet in oxyde; rood zinkerts is reeds ZnO. Bij moeilijker te verwerken ertsen, zomede bij de verwerking van zinkhoudend afval, wordt bij de walsmethode alles fijngemaakt en met kool vermengd. Bij verhitting in een oxyderende atmosfeer ontstaat zo ook ZnO.
Bij de eigenlijke zinkwinning langs de droge weg wordt het zinkoxyde met kool (cokes of steenkool) gereduceerd in stationnaire of roterende uitwendig verhitte ovens of retorten bij een temperatuur van 1100-1300gr. C., waarbij het metaal (k.pt 906 gr.) als damp vrijkomt, naast CO. Een deel van de zinkdamp condenseert direct tot vast metaal in de vorm van zinkstof, het meeste wordt echter tot vloeibaar zink gecondenseerd in ijzeren vaten, waarna het tot platen of schuitjes (spelter) wordt gegoten, pas bij 430 gr. C.; bij het afkoelen ontstaat eerst een ijzer- en loodhoudende koek onder in het vat. Uit de vrijkomende gassen wordt bij verbranding weer ZnO teruggewonnen. Het aldus verkregen zink is nog onzuiver (o.a. 1-2 pct lood) en wordt vaak nogmaals door destillatie gezuiverd (99,5-99,99 pct).
Een belangrijk gedeelte (40 pct) wordt thans langs de natte electrolytische weg gewonnen. Het gerooste en gemalen erts wordt daartoe eerst met water aangeroerd en het oxyde met SO2 of met zwavelzuur opgelost. Door electrolyse met anoden van lood wordt het zink in compacte vorm neergeslagen. Dit electrolytische zink is reeds direct zeer zuiver (99,99 pct).
Zink is het goedkoopste niet-ijzer-metaal. De wereldproductie, bedraagt rond 2 millioen ton, waarvan de V.S. 40 pct produceren. Grote hoeveelheden zink worden in plaatvorm gebruikt voor dakbedekkingen en voorts voor de bereiding van messing. Gelegeerd met kleine hoeveelheden koper, aluminium en magnesium (zamak, kozinal) vormt zink een zeer goed gietbare legering, waarvan tal van kleine voorwerpen, auto-onderdelen, ornamenten, speelgoed enz. worden vervaardigd. Het grootste deel der totale productie (ongeveer de helft) wordt gebruikt voor het verzinken (galvaniseren) van ijzer. Dit gebeurt zowel electrolytisch in een bad van zinksulfaat als door dompelen in gesmolten zink.
In beide gevallen is het nodig eerst de oppervlakte van het ijzer grondig te reinigen door dit af te bijten in een zuurbad, waaraan speciale inhibitoren zijn toegevoegd om het aantasten van het ijzer zelf te remmen. De goede beschermende werking van de zinklaag wordt verklaard doordat, in geval van een gaatje in de laag, het ijzer, in het door het water gevormde locale electrische elementje, de pool is waar waterstof ontstaat en het metaal niet oplost, terwijl het zink wordt aangetast. Bij vertind ijzer is dit juist andersom, zodat hier een beschadiging tot versterkte corrosie leidt. Voor het verzinken van kleine voorwerpen past men wel het sherardiseren toe, waarbij de voorwerpen in een draaiende trommel met zinkstof worden verhit onder uitsluiting van zuurstof. Bij het schoperen wordt het metaal in draadvorm toegevoerd aan een vlam, waarin het smelt, en gelijktijdig verstuift het dan in de gasstroom; op het voorwerp vormt zich dan een samenhangende laag.
Zink in zuivere toestand (s.g. 7,14) is een blauwwit gemakkelijk smeltbaar metaal (sm.pt 419 gr. C.), dat bovendien ook vluchtig is (k.pt 906 gr. C.). Bij kamertemperatuur is het bros, maar tussen ioo gr. en 150 gr. C. is het goed pletbaar en het kan dan dus tot platen worden uitgewalst; boven 200 gr. C. is het weer zeer bros.
Pas de ontdekking (1805) van deze pletbaarheid bij verhoogde temperatuur opende de weg voor de toepassing van het metaal op grote schaal. Aan de lucht is zink bestendig door de bedekking met een samenhangend laagje basisch carbonaat. Het SO2 houdende water in steden tast echter het zink merkbaar aan. Aan de lucht verhit verbrandt het bij 500 gr. C. met een groenachtige vlam tot oxyde. Zowel in verdunde zuren als in alkali lost zink op onder waterstofontwikkeling; in zeer zuivere toestand echter slechts langzaam.
Het wordt aldus gemakkelijk aangetast door zure etenswaren en kan dan aanleiding geven tot onpasselijkheid. Daar de aantasting door alkali pas boven ph 12,5 plaatsvindt, is er geen aantasting door de gebruikelijke wasmiddelen.
Zinkverbindingen
Zinkoxyde. ZnO komt in de natuur voor (zinkiet) en samen met ijzeroxyde als frankliniet. Het wordt verkregen door zinkdamp boven retorten met gesmolten metaal in een luchtstroom te verbranden. De damp slaat neer in een reeks kamers. Het wollige zinkwitpoeder, dat ontstaat, heette vroeger ook bloem van zink, flores zinci of lana philosophica, een andere naam is Chinees wit. Naar de zuiverheid (het zuiverste en fijnste komt uit de laatste kamer) wordt zinkwit onderscheiden in groen, rood, blauw en grijszegel kwaliteit.
Ook langs de natte weg kan zinkoxyde worden verkregen uit oplossingen van zink in zuur of loog door behandeling met soda of koolzuur, waardoor een basisch carbonaat wordt neergeslagen, dat bij verhitting ZnO oplevert. Zinkoxyde is een wit in water onoplosbaar moeilijk smeltbaar poeder (sublimatiepunt 1720 gr. C.), dat bij 250 gr. C. geel wordt; bij afkoelen ontstaat opnieuw de oorspronkelijke witte kleur. Het is een stof, die tal van geheel verschillende toepassingen heeft. In de medicijnen wordt het uitwendig gebruikt bij zweren en eczeem in de vorm van zinkzalf, zinkpasta en pasta Lassar.
Zinkpleister is een mengsel van zinkoxyde met vetzuren, dat het plakmiddel is in leucoplast e.d. Zinkwit is ook een bestanddeel van cosmetische praeparaten. Zinkoxyde met phosphorzuur aangeroerd vormt een veel gebruikt tandcement. Veel zinkoxyde wordt gebruikt als actieve vulstof in rubber bij de vervaardiging van (witte) auto- en rijwielbanden.
Het voornaamste toepassingsgebied van zinkwit is evenwel als pigment voor olieverf. Zinkpigmenten (z zinkgeel, zinkgroen, enz.).
Zinkhydroxyde Zn(OH) is amphoteer; neergeslagen met loog als een wit volumineus neerslag lost het op in overmaat tot zinkaten. Met ammoniak ontstaan complexe ammin-zinkzouten, Zn(NH8)2 Cl2 en Zn(NH8)4Cl2. Met waterstofperoxyd ontstaat een gehydrateerd zinkperoxyde, zinkperhydrol, dat als antiseptisch wondpoeder wordt gebruikt.
Zinksulfide, dat in de natuur als zinkblende (kubisch) en als wurtziet (hexagonaal) voorkomt, ontstaat als een zeer weinig oplosbaar neerslag, indien bij een neutrale oplossing van een zinkzout natrium- of ammoniumsulfide wordt gevoegd. Het is een wit poeder dat, gemengd met bariumsulfaat, het belangrijke witte pigment lithopone vormt, verkregen door zinksulfaat met bariumsulfide om te zetten. Door zinksulfide neer te slaan in tegenwoordigheid van sporen mangaan- of koperzout en het daarna te verhitten tot kristallisatie ontstaan groen en blauw luminescerende poeders (Sidolblende, zo geheten naar de ontdekker) (z luminescentie). Karakteristiek is het feit, dat met zwavelwaterstof uit een oplossing van een zinkzout, aangezuurd met azijnzuur, zinksulfide wordt neergeslagen, niet echter in een oplossing aangezuurd met mineraal zuur.
Zinkchloride ontstaat door zink op te lossen in zoutzuur. Slechts indien de oplossing in een HCl-atmosfeer wordt ingedampt, ontstaat het zuivere watervrije, zeer hygroscopische, makkelijk smeltbare zinkchloride (zinkboter). Het ontstaat ook door zink in een stroom zoutzuurgas te verhitten. Het smeltpunt is 262 gr. C., k.pt 732 gr. C.
Het is zeer sterk oplosbaar in water (420 g/100 g water) maar ook in alkohol en aether. Een oplossing van zinkchloride dient als soldeerwater, verder dient het voor de vervaardiging van zgn. vulkaanfiber uit papier, voor houtconservering (hiervoor ook ZnF2),als antisepticum in wondwater en in spoelingen, bij de vervaardiging van droge batterijen (Leclanché), en bij de bereiding van actieve kool door verhitting van zaagsel of turf.
Er zijn een aantal basische chlorides bekend, zoals ZnCl2. 4Zn(OH)2 en ZnC2.3Zn(OH)2, die ontstaan door een sterke oplossing van zinkchloride te mengen met zinkoxyde. Hierbij ontstaan vaste massa’s, die als tandcement toepassing vinden. Zinkchloride wordt ook gebruikt in de katoendrukkerij en bij de bereiding van organische kleurstoffen. Complexe verbindingen, zie boven.
Zinksulfaat of zinkvitriool, ZnS04.7H20, is het belangrijkste zinkzout; het is niet hygroscopisch, zoals het chloride. Het wordt verkregen door zinkblende voorzichtig te roosten, waarbij geen sulfide maar sulfaat ontstaat, dat wordt uitgeloogd. Het is uitgangsstof voor de bereiding van andere zinkpraeparaten en pigmenten. Het vindt dezelfde toepassingen als het chloride in de textieldrukkerij en voor houtimpregnering, voorts voor medicinale doeleinden; verder is het de grondstof voor de baden voor het electrolytisch verzinken. De zinkzouten zijn kleurloos voor zover geen gekleurde zuurresten bevattende. Zij zijn braakverwekkend, maar slechts in grotere doses giftig. Hier zij slechts genoemd:
Zinknitraat, Zn(N08)2.6H20, zinkacetaat, Zn(CH8C00)2.2H20, beide goed oplosbaar. Zinkcarbonaat ZnCO3 en basisch carbonaat ongeveer 4ZnO.CO2.4H3O, beide onoplosbaar.
Zinkzepen, zinkoleaat, vinden toepassing in pleisters (zie boven), zinkstearaat als toevoeging aan verven, cosmetische poeders en aan rubbermengsels. Organische zinkverbindingen, z zinkalkylen. Zinkverbindingen, zoals ziram, zinkdimethyldithiocarbamaat, Zn[(CH3)2NCSS]2 en zineb, zink aethyleen bis dithiocarbamaat, Zn(SSCNHCH2CH,NHCSS) zijn zeer belangrijke fungiciden, die op grote schaal worden gebruikt in fruitteelt, landbouw en wijnbouw.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: Ullmann, Enz. der techn. Chemie, 10, 597 (1932); A. Burkhardt, Technologie der Zinklegierungen (Berlin 1940).
